錢塘江澉浦站和鹽官站高潮位相關(guān)性研究

胡智超，李保祥

（浙江省錢塘江管理局嘉興管理處，浙江 海鹽 314300）

1 問題的提出

錢塘江流域是浙江省八大水系之一，是浙江省第一大河，錢塘江干流長河長668 km，流域面積55 558 km2，其中浙江省境內(nèi)面積48 080 km2，占全省陸域面積的47%。富春江水電站壩下至入海口門長282 km的河段為感潮河段，是錢塘江的河口區(qū)。錢塘江河口是強涌潮段，其潮汐為非正規(guī)半日潮，平均漲落歷時均為12.42 h，農(nóng)歷每月有朔望2個大潮汛，漲落潮歷時大潮汛明顯短于小潮汛。錢塘江嘉興段是河口段，也是涌潮影響的主要河段，在嘉興段主要觀賞性較強的有新倉的交叉潮、鹽官的一線潮和老鹽倉的回頭潮。

目前錢塘江嘉興段設(shè)有鹽官、澉浦、乍浦3個水文站，均積累了數(shù)十年的實時潮位資料，沿線海塘的設(shè)計標準均以此水文站資料推算而得。澉浦、乍浦每年汛期均有天文潮預(yù)報資料，因鹽官站潮位不僅受天文潮影響，而且還受上游來水及江道容積的影響，影響因素較多、情況復(fù)雜，目前尚無天文潮預(yù)報。所以利用澉浦站與鹽官站歷年的實際潮位資料，分析其相關(guān)性，求得鹽官天文潮預(yù)報，為管理單位在防臺（洪）期間能初步計算臺（洪）期間產(chǎn)生的高潮位，分析對轄區(qū)海塘可能產(chǎn)生的影響，科學地做好應(yīng)對措施，也為上級防汛指揮機構(gòu)的防御決策提供技術(shù)參考。

本次研究主要通過澉浦站和鹽官站2010 — 2016年每年6 — 10月份的實際高潮位，進行相關(guān)性分析，求得鹽官站與澉浦站的潮位相關(guān)性計算式，通過澉浦站的預(yù)報值，計算鹽官站的預(yù)報值，并校核2017年6 — 10月份的澉浦站與鹽官站實際高潮位后進行修正，最后對2018年6月澉浦和鹽官的高潮位數(shù)據(jù)進行驗證

2 相關(guān)性分析

2.1 歷年高潮位

本項目研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為2010 — 2017年每年6 — 10月份每日2潮的高潮位數(shù)據(jù)，其中澉浦站的高潮位最大值出現(xiàn)在2015年7.59 m（吳淞高程，因原始資料為吳淞高程，以高程的引用數(shù)據(jù)及分析均為吳淞高程），鹽官站的高潮位最大值出現(xiàn)在2017年為8.43 m，歷年高潮位最大值見表1。歷年高潮位最大值不管是澉浦站還是鹽官站都超過警戒潮位，除了2010年數(shù)值較小未超警戒值；鹽官站和澉浦站歷年高潮位最大值的差值基本在0.8 ～ 1.2 m， 2014年的差值較小，為0.66 m；還有一個情況需要說明，就是澉浦站高潮位出現(xiàn)最大值的時候?qū)?yīng)的鹽官站高潮位也是最大值，除了2017年（因受2017年錢塘江上游“6 · 25”洪水影響）。

表1 澉浦站和鹽官站2010 — 2017年高潮位最大值統(tǒng)計表 m

從2010 — 2017年每年6 — 10月每月高潮位的最大值來看，澉浦站高潮位最大值基本在6.30 ～ 7.30 m，個別數(shù)值超過7.30 m，鹽官站高潮位最大值基本在7.30 ～ 8.30 m，個別數(shù)值超過8.30 m。

2.2 相關(guān)性分析

2.2.1 所有高潮位數(shù)據(jù)擬合

本相關(guān)性分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為2010 — 2016年每年6 — 10月份每日2潮的澉浦站和鹽官站所有高潮位數(shù)據(jù)，共2 008組，澉浦站高潮位數(shù)據(jù)為x，鹽官站高潮位數(shù)據(jù)為y，對所有數(shù)據(jù)進行擬合，最后得到的關(guān)系式為：

圖1 澉浦和鹽官站高潮位相關(guān)性圖

2.2.2 高潮位數(shù)據(jù)分段擬合

本相關(guān)性分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為2010 — 2016年每年6 —10月份每日2潮的澉浦站和鹽官站的所有高潮位數(shù)據(jù)，共2 008組，澉浦站高潮位數(shù)據(jù)為x，鹽官站高潮位數(shù)據(jù)為y，其中根據(jù)x數(shù)值分段進行擬合。分為x＜4.50 m，有176組；4.50 m≤x＜5.50 m，有705組；5.50 m≤x＜6.50 m，有881組；x≥6.50 m，有246組，共4段進行擬合，（見圖 2 ～ 5）。

當x＜4.50 m時

當4.50 m≤x＜5.50 m時

當5.50 m≤x＜6.50 m時

當x≥6.50 m時

圖2 澉浦站與鹽官站高潮位數(shù)據(jù)擬合圖

3 相關(guān)式校核和修正

3.1 整體擬合

利用整體擬合相關(guān)性對2017年6 — 10月澉浦站和鹽官站的高潮位數(shù)據(jù)進行校核并修正公式，相關(guān)式（1）為：y = - 0.075 8x2 + 1.908x - 1.870 6，x為澉浦高潮位，y為鹽官高潮位。計算值減實測值為誤差值，通過計算，誤差和為59.84，誤差絕對值的平均值為0.261 0 m，因誤差和為正值，且較大，對相關(guān)式（1）進行修正，修正后誤差平均值0.000 6，絕對誤差的平均值為0.177 0 m，修正后，誤差平均值趨向于0.000 0，絕對誤差的平均值減小。修正前后實測高潮位與誤差值見圖3 ～ 4。

圖3 修正前實測高潮位與誤差值圖

圖4 修正后實測高潮位與誤差值圖

最終的相關(guān)式為：

3.2 分段擬合

利用分段擬合相關(guān)性對2017年6 — 10月澉浦站和鹽官站的高潮位數(shù)據(jù)進行校核并修正公式，相關(guān)式為公式（2） ～（5）。計算值減實測值為誤差值，通過計算，誤差和為60.29，誤差絕對值的平均值為0.261 0 m，因誤差和為正值，且較大，對相關(guān)公式進行修正，修正后誤差平均值0.055 0，絕對誤差的平均值為0.184 0 m，修正后，誤差平均值趨向于0.000 0，絕對誤差的平均值減小。修正前后實測高潮位與誤差值見圖5 ～ 6。最終的相關(guān)式為：

當x＜4.50 m時

當5.50 m≤x＜6.50 m時

當x≥6.50 m時

圖5 修正前實測高潮位與誤差值圖

圖6 修正后實測高潮位與誤差值圖

4 實例驗證

對最終修正的相關(guān)公式用2018年數(shù)據(jù)進行實例驗證，因考慮到2018年7 — 9月臺風影響較多，故選取6月數(shù)據(jù)進行驗證，相關(guān)式（6）計算結(jié)果誤差平均值- 0.043 0 m，絕對誤差的平均值0.155 0 m。相關(guān)式（8）～（11）計算結(jié)果誤差平均值- 0.025 0 m，絕對誤差的平均值0.151 0 m。相關(guān)驗證情況見圖7。

圖7 修正公式實例驗證數(shù)據(jù)圖

5 結(jié) 語

從修正后的相關(guān)式對2018年6月的高潮位數(shù)據(jù)進行驗證，最后的絕對誤差的平均值分別為0.155 0 m和0.151 0 m，相差較小，所以對澉浦高潮位分段進行相關(guān)性分析與不分段進行分析，推算出的鹽官的高潮位數(shù)據(jù)幾無相差，建議今后推算采用相關(guān)式（6）。

錢塘江河口段，江道地形復(fù)雜，受上游洪水和臺風影響大，影響嘉興段（乍浦、澉浦和鹽官）高潮位因素多，本次研究單純從歷史數(shù)據(jù)出發(fā)，分析相關(guān)性，未考慮其他因素的影響，比如江道變化情況等，建議下一步研究把江道變化情況與高潮位的變化做相關(guān)分析研究。

本次研究采用數(shù)據(jù)為2010 — 2017年每年6 — 10月數(shù)據(jù)進行分析研究，建議擴大數(shù)據(jù)量，適當提前至2000年，并采用全年的數(shù)據(jù)，同時把日潮和夜潮的高潮位數(shù)據(jù)分開進行相關(guān)分析。在今后防御臺風、洪水過程中，通過預(yù)報與實際進行對比分析，找出影響預(yù)報誤差的主要原因，不斷總結(jié)修改完善，在以后的預(yù)報中再進行檢驗、糾正。